Dato: 31.3.2011 Stabilitetsvurdering Frogner kirkegård Frogner i Sørum, Akershus Oppdragsgiver: Sørum kommune
Frogner kirkegård, Sørum 2 FORORD Golder Associates AS har på oppdrag fra Sørum kommune gjennomført en stabilitetsvurdering av planlagt oppfylling på Frogner kirkegård på Frogner. Frogner kommune har vært representert ved Isabel von Klintzen. Hovedsaksbehandler og ansvarlig for de geotekniske beregningene har vært Sølve Hov. Golders prosjektleder har vært Rolf E. Andersen. Entreprenør for borarbeidene og har vært GeoStrøm v/tor Strøm. Laboratorieundersøkelser er utført ved GeoStrøms laboratorium. Drammen, 31.3.2011 Rolf E. Andersen Prosjektleder Golder Associates AS KONTAKTPERSON Spørsmål til rapporten rettes til: Navn Rolf E. Andersen, prosjektleder, Golder Associates AS Telefon 92247694 E-post: rolf.andersen@golder.no Rapport nr.: 10509120110-1 Golder Associates AS Tomtegata 80 3012 Drammen
Frogner kirkegård, Sørum 3 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 INNLEDNING... 4 2 GRUNNFORHOLD... 5 2.1 Grunnundersøkelser... 5 2.2 Grunnforhold... 5 3 STABILITETSBEREGNINGER... 6 3.1 Metode... 6 3.2 Parametre... 6 3.3 Krav på sikkerhet iht. NVEs retningslinjer... 7 3.4 Resultater... 7 4 RESULTATVURDERING OG KONKLUSJON... 8 5 VEDLEGG... 8
Frogner kirkegård, Sørum 4 1 INNLEDNING Foreliggende rapport inneholder resultat fra de grunnundersøkelser, stabilitetsberegninger og vurderinger av planlagt oppfylling ved Frogner kirkegård som Golder Associates AS har gjennomført på oppdrag av Sørum kommune. Kirkegårdens beliggenhet i forhold til Frogner sentrum er vist i Figur 1. Saken gjelder oppfylling av masser på eksisterende gravfelt innenfor Frogner kirkegård. Gravefeltet ligger i dag i en skråning med fall ca 1:5 som er for bratt til at drift, vedlikehold og besøk kan skje på en rimelig måte. Sørum kommune vurderer derfor å jevne ut skråningen med fyllingsmasser til et fall på ca 1:10 fra eksisterende gangveg og vestover med økende mektighet. Fyllingen avsluttes med en brattere skråning med hell 1:2 ned mot naboeiendommen. Oppfyllingen blir da omtrent 3,5 m på det tykkeste. Golder har gjennomført en stabilitetsvurdering om hvorvitt dette er mulig, og har brukt følgende dokumenter som utgangspunkt: Konkurransegrunnlag for kjøp av konsulenttjenester geoteknikk, opprettet av Sørum kommune, udatert; Notat fra befaring och skisser av planlagt oppfylling, opprettet av Kirkegårdskonsulenten, datert 04.11.2008; Tidligere uttalelse av planlagde oppfyllinger, opprettet av Siv.Ing. Per Øivind Fredheim, datert 22.10.2010. Golder har gjennomført stabilitetsvurderingen iht. Norges vassdrags- och energidirektorats (NVE) retningslinjer nr. 1/2008 Planlegging og utbygging i fareområder langs vassdrag. Figur 1: Beliggenheten til Frogner kirkegård (fra skrednett.no)
Frogner kirkegård, Sørum 5 Det har tidligere skjedd et kvikkleireskred ca 150 m nordvest for Frogner kirkegård. Skredet skjedde under høsten år 2000 etter en periode med stor nedbørsmengde. Skråningen der skredet skjedde hadde en helling på omtrent 1:5 og de undersøkelser og vurderinger som der gjennomførtes har blitt brukt som grunnlag til evaluering av nærområdets geotekniske forhold. 2 GRUNNFORHOLD 2.1 Grunnundersøkelser Det foreligger ingen grunnundersøkelser fra det aktuelle området fra tidligere. Det tidligere kvikkleireskredet ca 150 m nordvest for Frogner kirkegård, der Norges Geotekniske Institutt (NGI) gjennomførte grunnundersøkelser og stabilitetsvurderinger, er beskrevet i følgende dokumenter: Nordre Frogner Sørum, Grunnundersøkelser Datarapport, datert 07.12.2000; Vurdering av rasfare og tiltak for å stanse videre utrasing, datert 07.12.2000. På den aktuelle plassen ble det derfor på oppdrag av Golder gjennomført grunnundersøkelser av GeoStrøm A/S i perioden 10. 11. mars 2011. Det ble foretatt 6 stk. dreietrykksonderinger til rundt 30 m dybde. I et av borepunktene ble det dertil tatt opp én omrørt prøveserie med naverboring og én uomrørt prøveserie med 54 mm stempelprøvetaker. De tilnærmet uforstyrrede uomrørte prøvene ble tatt opp på ca 9, 10, 12 og 14 m dybde. Forsøk ble også gjort på dypere nivåer men det var der ikke mulig å få ta prøver pga. jordforholdene. Prøvene ble deretter analysert på GeoStrøm s laboratorium i løpet av mars måned 2011 og inkluderte analyse av jordart, vanninnhold, romvekt og skjærstyrke. Borepunktenes beliggenhet ble innmålt og koordinatbestemt med GPS og er vist på tegning i vedlegg 1 (Boreplan), og sonderingene er vist i vedlegg 2 (Sonderingsdiagrammer). Resultatene av laboratorieundersøkelsene er vist i vedlegg 3 (Laboratorieundersøkelser). I tillegg ble det foretatt en befaring pr. 7 mars 2011 tilsammen med representanter fra Sørum kommune og Frogner kirke. 2.2 Grunnforhold Den delen av kirkegården som er planlagd for oppfyllingen ligger i en skråning som har en helling på omtrent 1:5. Toppen av skråningen ligger på nivå ca 140 moh, og heller ned til nivå ca 130 moh ved foten av skråningen. I borpunkter 3 og 6, som ligger på toppen av skråningen, ble det utført dreietrykksonderinger som indikerer et sandlag med innslag av grus ned til ca 12 15 m dybde, og derunder silt eller leire. Fra dybder ca 20 m, dvs. et kotenivå ca 120 moh, og under indikerer sonderingene kvikke løsmasser. I borpunkter 1 og 4, som ligger ved foten av skråningen, indikerer dreietrykksonderingene et sandlag ned til ca 5 7 m dybde, derunder silt eller leire. Fra ca 10 15 m dybde indikerer sonderingene kvikke løsmasser. Prøvetaking och laboratorieanalyser i punkt 4 viser på sand ned til ca 7 m og derunder leirig silt. Laboratorieanalysene indikerer på at sanden kan være fyllmasser. Fra ca 10 m dybde er løsmassene generellt kvikke med sensitiviteter vel over 600 bestemt med konusforsøk i punkt 4 på laboratorium. Siltens vanninnhold er her oppmålt til omtrent 30 %. Den udrenerte skjærstyrken varierer relativt kraftig mellom 20 og 50 kpa bestemt utfra trykk- og konusforsøk. Alle sonderinger ble avsluttet uten at fastere jordlag er påvist på rundt 30 m dybde.
Frogner kirkegård, Sørum 6 Grunnvannstanden er ikke direkte oppmålt men ligger sannsynligvis mer enn 3 m under terrenget. Tidligere undersøkelser som ble gjennomført i forbindelse med et kvikkleireskred ca 150 m nordvest for Frogner kirkegård, viste en grunnvannstand på omtrent 3 m dybde. Da terrenget her ligger på et lavere nivå, er det sannsynligvis lavere grunnvannstand ved Frogner kirkegård pga. høydeforskjellen. I tillegg viser prøver fra naverboringen i punkt 4 at det øverste sandlaget er vannmettet fra ca 4 m dybde. 3 STABILITETSBEREGNINGER 3.1 Metode Stabilitetsberegninger er gjennomført med programmet Slope/W og Morgenstern-Price metode. Sirkulære glideflater er antatt. Analysene er utført med sk. kombinerte beregninger som tar hensyn til både drenert og udrenert jordoppførsel. Stabilitet er først regnet på eksisterende topografi og skråningshelling, og deretter med planlagt topografi og skråningshelling av oppfyllingen. De snitt som det er beregnet stabilitet på er vist i Figur 2. Figur 2: Beliggenheten av snitt for beregning av stabilitet 3.2 Parametre Utfra en samlet vurdering av dreietrykksonderinger, laboratorieundersøkelser og empiri er parametre som vist i tabell 1 valgt. Ved etablering av skjærstyrkeprofilen har følgende empirisk sammenheng med overkonsolideringsgraden (OCR) beaktets:
Frogner kirkegård, Sørum 7 =0,7 0,3, Denne empiri har benyttets for både absolutt skjærstyrke (c u ) og for økning av skjærstyrken mot jordlagets dybde. Grunnvannstanden er antatt ligge på 3 m dybde med hydrostatisk variasjon. Tabell 1. Parametre for stabilitetsberegninger Jordlag Romvekt (kn/m 3 ) c (kpa) φ ( ) c u (kpa) Fyllmasser 21 0 36 - Sand 20 0 33 - Silt/leire 1 20,5 0,1 * c u 32 22 Silt/leire 2 20,5 0,1 * c u 32 22 + 2 kpa/m 3.3 Krav på sikkerhet iht. NVEs retningslinjer Tidligere kartlegging over Sørum kommune viser at Frogner kirkegård ligger innenfor et område som har blitt klassifisert med faregrad lav (skrednett.no), dvs. at sannsynligheten for at et skred skal inntreffe er lav før utbygging skjer. Den planlagte oppfyllingen har en negativ påvirkning på stabilitetsforholdene, og stabilitetsanalyser og kontroller iht. tiltakskategori K2 må derfor tilfredsstilles. I henhold til NVEs retningslinjer er tilstrekkelig sikkerhet mot kvikkleireskred: Sikkerhetsfaktor (materialfaktor) må være minimum 1,4, dvs. en kvotient for forholdet mellom summen av stabiliserende skjærstyrke og summen av de destabiliserende kreftene, eller; Tiltak som ikke medfører forverring av stabiliteten mot skred. 3.4 Resultater Stabilitetsberegninger av dagens situasjon med eksisterende topografi viser på varierende lav sikkerhet mot skred. På grunn av forskjellig topografi gir snitt A en sikkerhetsfaktor på 1,4, og for snitt B en sikkhetsfaktor rundt 1. Stabilitetsberegninger på planlagt oppfylling viser lignende eller lavere sikkerhetsfaktor, rundt 1,4 for snitt A og rundt 0,9 for snitt B. For snitt B ble det utført beregninger for en oppfylling med helling 1:8, der resultatet viser en sikkerhetsfaktor på rundt 1. Videre har stabilitetsberegninger også blitt utført i det fall masser fjernes fra toppen av skråningen for å jevne ut skråningshellingen og på sånn måte øke sikkerhetsnivået. Med 2 meter nedsjakting ved toppen av skråningen fås en sikkerhetsfaktor rundt 1,15. Med en etappevis nedsjakting fås en sikkerhetsfaktor på ca 1,2 i snitt B. Resultatene fra alle stabilitetsberegninger er vist i tabell 2 nedenfor.
Frogner kirkegård, Sørum 8 Tabell 2. Sammenstilling av resultat av stabilitetsberegninger Forhold Skråningshelling (ca) Sikkerhet mot skred (ca) Snitt A Snitt B Eksisterende topografi 1:5 1,4 1 Planlagd oppfylling Nedsjakting 2 m ved toppen av skråningen 1:10 1,4 0,9 1:8-1,0 1:10-1,15 Etappevis nedsjakting Horisontalt og 1:10-1,2 4 RESULTATVURDERING OG KONKLUSJON Stabilitetsberegningene viser lav sikkerhet mot skred i den aktuelle skråningen. I henhold til NVEs retningslinjer kreves strikt at stabilitetsforholdene ikke forverres, dvs. at ingen forbedring kreves da området har en faregrad motsvarende lav og med tiltakskategori K2. Dette anses derimot altfor risikofyllt da et skred innenfor området kan få alvorlige konsekvenser. Tidligere kvikkleireskred ca 150 m nordvest for kirkegården skjedde i en skråning med helling ca 1:5, lignende den aktuell skråningshelling der det planeres oppfyllning. På grunn av dette samt at løsmassene viser ekstrem sensitivitet, kreves her et høyere sikkerhetsnivå. Normalt kreves og anbefales en %-vis forbedring av eksisterende stabiliteten ved lave sikkerhetsnivåer, der forbedringen varierer mellom 10 og 20 %. Det anses rimelig med en forbedring av minumum 20 % på basis av de grunnundersøkelser som foreligger, dvs. sikkerhetsfaktoren må være minst 1,2. Det stabiliserende tiltak som kan gjennomføres er en etappevis nedsjakting fra eksisterende terreng. Nedsjaktingen må da gjennomføres fra toppen av skråningen og nedover som vist på tegning i vedlegg 6. Nedsjaktingen påbegynnes straks vest for Kirkevegen ned til et horisontalt nivå på 137 moh. Deretter sjaktes det en brattere skråning på 1:2 ved eksisterende gangveg ned til nivå 135 moh. Videre vestover kan skråningen legges med helling 1:10 med en avsluttende skråning på 1:2 ned mot naboeiendommen. Dypeste nedsjaktningen vil bli omtrent 2,5 meter. Foreliggende stabilitetsvurdering viser at planlagt oppfylling ikke kan gjennomføres med tilfredstillende sikkerhetsnivå. Med sikringstiltak i form av etappevis nedsjakting som vist i vedlegg 6 oppnås tilstrekkelig sikkerhet mot skred. Det kan videre kreves spesielle restriksjoner ved arbeidsprosessen dersom sikringstiltaket gjennomføres for å få et tilfredsstillende sikkerhetsnivå ved arbeidets gang. 5 VEDLEGG Vedlegg 1. Vedlegg 2. Vedlegg 3. Vedlegg 4. Vedlegg 5. Vedlegg 6. Boreplan (1 side) Sonderingsdiagrammer (3 sider) Laboratorieundersøkelser (2 sider) Stabilitetsberegninger eksisterende topografi (2 sider) Stabilitetsberegninger oppfylling (2 sider) Stabilitetsberegninger stabiliserende tiltak (1 side)
Frogner kirkegård, Sørum 9 VEDLEGG 1 Boreplan
Frogner kirkegård, Sørum 10 VEDLEGG 2 Sonderingsdiagrammer
Frogner kirkegård, Sørum 11 VEDLEGG 3 Laboratorieundersøkelser
Frogner kirkegård, Sørum 12 VEDLEGG 4 Stabilitetsberegninger Eksisterende topografi
Snitt A Eksisterende topografi 1.382 +140 +140 GA6 Eiendomsgrense 1:10 GA5 +135 +135 1:2 GA4 +130 +130 Sand, fi = 33 +125 +125 %%usektion A-A 1: 100 Sand, fi = 33 Leirig silt 22 kpa Leirig silt 22 kpa Leirig silt 22+2 kpa/m Leirig silt 22+2 kpa/m
Snitt B Eksisterende topografi 1.017 GA3 +140 +14 GA2 +135 +13 Eiendomsgrense GA1 1:10 1:2 +130 +13 Sand, fi = 33 Sand, fi = 33 +125 +12 Leirig silt 22 kpa +120 +12 %%usektion B-B 1: 100 Leirig silt 22 kpa Leirig silt 22 + 2 kpa/m Leirig silt 22 + 2 kpa/m
Frogner kirkegård, Sørum 13 VEDLEGG 5 Stabilitetsberegninger Oppfylling
Snitt A Oppfylling 1.387 +140 +14 GA5 Eiendomsgrense 1:10 GA4 +135 +13 1:2 Fy, fi = 36 Fyllning GA6 +130 +13 Sand, fi = 33 Sand, fi = 33 +125 +12 %%usektion A-A 1: 100 Sand, fi = 33 Leirig silt 22 kpa lesi - 22 kpa Leirig silt 22 kpa Leirig silt 22+2 kpa/m Leirig silt 22+2 kpa/m lesi - 22+2 kpa/m
Snitt B Oppfylling 0.934 GA3 +140 +140 GA2 +135 +135 Eiendomsgrense GA1 Fy, fi = 36 Sand, fi = 33 1:2 +130 +130 1:10 Sand, fi = 33 +125 +125 Leirig silt 22 kpa +120 +120 %%usektion B-B 1: 100 Leirig silt 22 kpa Leirig silt 22 + 2 kpa/m Leirig silt 22 + 2 kpa/m
Frogner kirkegård, Sørum 14 VEDLEGG 6 Stabilitetsberegninger Stabiliserende tiltak
1.228 Snitt B Stabiliserende tiltak +140 +140 +135 +135 GA1 Eiendomsgrense 1:10 Eksisterende topografi GA3 1:2 GA2 137 moh Fylling Avsjakting 1:2 135 moh +130 +130 1:2 Sand, fi = 33 Sand, fi = 33 +125 +125 Leirig silt 22 kpa +120 +120 %%usektion B-B 1: 100 Leirig silt 22 kpa Leirig silt 22 + 2 kpa/m Leirig silt 22 + 2 kpa/m